JPH01262261A - 車両の後輪操舵装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、前輪の操舵に応じて後輪を転舵するように構
成された４輪操舵車のための後輪操舵装置に関する。

（従来技術） 従来から、ステアリングハンドルによる前輪の操舵に応
じて後輪を転舵するように構成された４輪操舵車（ｄＷ
Ｓ車）が実用に供されているが、このｄＷＳ車では、例
えば特開昭６１−９３７４号公報に開示されているよう
に、ステアリングハンドルの舵角が大きいときには左右
後輪を前輪と逆位相に転舵するようにして小回り性を向
上させるとともに、ステアリングハンドルの舵角が小さ
いときには左右後輪を前輪と同位相に転舵して走行安定
性の向上を図るようにしている。

ところで、−Ｃの前２輪操舵車（ＺＷＳ車）では、中高
速における旋回時に、後輪に横すべり角を与えてコーナ
リング・フォースを発生させるためには、車体全体を、
その分だけ横すべりさせる必要がある。すなわちＺＷＳ
車の旋回は、瞬間的な進行方向（旋回軌跡円の接線方向
）に対して、車体が内側に向く姿勢で行なわれ、車体す
べり角はプラス側である。これに対して、ｄＷＳ車では
、後輪を前輪と同位相に転舵して車体とは独立的にスリ
ップ・アングルを与えることにより、車体の横すべり角
が小さく、瞬間的な進行方向と車体の向きとを一致させ
た旋回が可能になる。すなわち、ｄＷＳ車では、後輪に
対し積極的に舵角（横すべり角）を与えることによって
、車体槽すべり角を小さく抑えることができるのに加え
て、前輪と同位相に転舵される後輪の発生するコーナリ
ング・フォースが、ヨーイングを減衰させる方向に作用
するから、走行安定性が向上する利点がある。

前述の特開昭６１−９３７４号公報に開示された後輪操
舵装置では、ステアリングハンドルの舵角が所定角度（
例えば約２４０″″）以内のときには、前輪の操舵と同
時に後輪が同位相に転舵されるいわゆる「比例制御」を
行なっているから、旋回の初期に車体が向きを変えよう
とする瞬間、後輪にもコーナリング・フォースが立ち上
がり、ヨーイングを妨げる方向に作用する。このため、
車体は平行移動的な動きをすることになり、車体すベリ
角はマイナスになる。すなわち前輪操舵に対する応答性
が低下するため、回頭性が悪くなり、その場合ドライバ
ーは、より大きくステアリングハンドルを切ることによ
って修正しようとするから、前輪のスリップ・アングル
が急激に増加して、タイヤのグリップ力が飽和領域に近
づくおそれがある。

この比例制御による、ヨーの遅れを解消する手段として
は、例えば特開昭５８−１６４４７７号公報に開示され
ているように、前輪を転舵した後、十分なヨーイングが
発生するのを待ってから後輪を転舵するようにした「デ
イレイ制御」が提案されているが、このデイレイ制御で
は、前述の比例制御よりも回頭性は向上するが、ｄＷＳ
車らしい運動性に欠け、かつ走行安定の応答性が低下す
る欠点がある。

さらに、例えば特開昭６１−１７５１７７号公報に開示
されているように、前輪の転舵と同時に後輪を瞬間的に
前輪と逆位相に転舵した後、後輪を同位相に転舵するよ
うにした「位相反転制御」が提案されている。この位相
反転制御によれば、回頭性は著しく向上するが、走行安
定性の点では前述した比例制御およびデイレイ制御より
も劣り、かつ車体の挙動変化が大きいために違和感が生
しるのは免かれず、さらにヨーイングがオーバーシュー
トするのを抑え、横移動とバランスした旋回を行なわな
ければならないから、制御の応答性および正確性の点で
厳密さを要求されるものである。

（発明の目的） 本発明は、上述の事情に鑑みなされたもので、上述した
比例制御、デイレイ制御および位相反転制御の有する欠
点をすべて克服した後輪操舵装置を提供することを目的
とする。

（発明の構成） 本発明は、前輪の操舵に応じて左右後輪を前輪に対し少
なくとも同位相に転舵しうる後輪操舵装置を備えたＡＷ
Ｓ車において、左右後輪の上記同位相転舵の初期に、左
右後輪を互いに反対方向に、すなわちトーイン状態また
はトーアウト状態に転舵するようにしたことを特徴とす
る。

また本発明は、前輪の操舵に応じて左右後輪を前輪に対
し少なくとも同位相に転舵しうる後輪操舵装置を備えた
ＡＷＳ車において、左右後輪の上記同位相転舵の初期に
、上記左右後輪の何れか一方のみを前輪に対して同位相
または逆位相に転舵するようにしたことを特徴とする。

（発明の効果） 本発明によれば、旋回初期の回頭性の向上を図りつつ、
車両の急激な挙動変化を防止して走行安定性を確保する
ことができる。

（実　施　例） 以下図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明
する。

第１図は本発明の第１の実施例による後輪操舵装置を備
えた４輪操舵装置全体の概略的斜視図を示し、ステアリ
ングホイール１のシャフト２はラックアンドピニオン式
のギヤボックス３内に組込まれ、ラックギヤ（図示は省
略）の両端にタイロフト４．４が連結され、タイロッド
４．４には、前輪５．５をそれぞれ支承したナックルア
ーム６、６が連結され、前輪５．５はステアリングハン
ドル１の操舵方向に転舵されるようになっている。

後輪操舵装置本体１１は、操舵系のシステム図である第
６図に示すように、電子制御装置２１により制御される
モータＭで駆動されて車幅方向へ左右に移動するように
筺体１１ａに支持された後輪操舵ロッド１３を備えてお
り、この後輪操舵ロッド１３の両端にタイロッド１４．
１４が連結され、タイロフト１４．１４には後輪１５．
１５をそれぞれ支承したナックルアーム１６．１６が連
結されている。このような構成により、ステアリングホ
イール１による前輪５．５の操舵に応じて左右後輪１５
．１５を前輪５．５に対して同位相または逆位相となる
Ｌｉ様で互いに同方向に転舵しうるようになっている。

また後輪操舵装置本体１１は、第２図および第３図に示
すように、ユニバーサルジヨイント１０の十字ピンの中
心を通って車幅方向に延びる軸線１７のまわりで枢動可
能に車体に支持されている。

１８は上記後輪操舵装置本体１１を軸線１７のまわりで
枢動させるための駆動手段である油圧シリンダで、この
油圧シリンダ１８の上端は、上記後輪操舵ロッド１３の
斜め上方において上記軸線１７と平行に延びる軸線のま
わりで枢動可能に車体に取付けられており、この油圧シ
リンダ１８から斜め下方へ突出するピストンロッド２０
の下端が後輪操舵装置本体１１に固定されている。

第４図（ａ）〜（Ｃ）および第５図（ａｌ　〜（Ｃ１は
、前輪５．５および後輪１５．１５の転舵状態と、油圧
シリンダ′１８の作動状態と、後輪操舵装置本体１１の
枢動状態とを示す説明図で、電子制御装置（ＥＣＵ）２
１は、車速信号および舵角信号に応じて油路のリリーフ
バルブ２２を開閉制御するようになっており、車速か所
定速度以下であるとき、および車速か上記所定速度以上
であってもステアリングホイール１の舵角がゼロまたは
所定微少角度以上のときは、リリーフバルブ２２が開状
態であることにより、オイルポンプ２３によりリザーバ
２４から汲み上げられて圧送されるオイルは、リリーフ
バルブ２２を通じてリザーバ２４に戻されるため、油圧
シリンダ１８には圧油が供給されず、このためピストン
ロッド２０はスプリング２５のばね力で突出位置にある
（第４図（ｂｌ）　、　したがって後輪操舵装置本体１
１は枢動されないから（第４図（Ｃ））、後輪１５．１
５は転舵されない（第４図＋ａｌ）、これに対し、車速
か所定速度以上であって、かつステアリングホイール１
の舵角が所定角度以下の微少舵角時には、電子制御装置
２１がリリーフバルブ２２を閉じ、これによりオイルポ
ンプ２３から圧油がパイプ２６を通じて油圧シリンダ１
８に供給されてピストンロッド２０が上方へ引込むため
（第５図（ｂｌ）、後輪操舵装置本体１１が上方へ枢動
される（第５図（Ｃ））。そしてこの後輪操舵装置本体
１１の上方への枢動に伴って、左右のタイロッド１４．
１４が中心方向へ引き寄せられるから、左右後端１５．
１５はトーイン状態、すなわち、旋回内輪は前輪と逆位
相、旋回外輪は前輪と逆位相となる態様で（第５図（ａ
））互いに反対方向へ転舵されるのである。

なお、上述の実施例は、後輪操舵装置本体１１の枢動に
よって左右後＠１５．１５がトーイン状態となるように
構成されているが、後輪操舵装置本体１１とタイロッド
１４．１４の相対位置を変更することにより、左右後端
１５．１５がトーアウト状態となる！ｌＥ、様で互いに
反対方向へ転舵するように構成することも容易である。

第６図には操舵系のシステム図が示されており、後輪操
舵ロッド１３が電子制御装置２１によりモータＭを介し
て電気的に制御されるように構成されてし゛）る、後輪
操舵装置本体１１はラックアンドピニオン式のギヤボッ
クス３７を備え、そのラックギヤを一部に形成している
後輪操舵ロフト１３の両端に後輪１５．１５を操舵する
ためのタイロッド１４．１４が連結されている。モータ
Ｍには、モータＭの回転を電気信号に変換して電子制御
ｌＩ装置２１に入力するエンコーダＥと、電子制御装置
２１からの電気信号で作動されるブレーキ機構Ｂと、減
速機構３９とが一体に取付けられており、減速機構３９
の出力軸４０に、上記後輪操舵ロッド１３のラックギヤ
と噛み合うピニオンギヤ４１が固定されている。電子制
御装置２１は、車速センサ４２、ステアリングハンドル
舵角センサ４３および前輪舵角センサ４４等からの入力
信号にもとづいて、車速か所定速度以上でステアリング
ハンドル１の舵角が微少角度８１以内のとき、モータＭ
を停止状態とするとともにブレーキ機構Ｂを作動して、
後輪１５．１５がモータＭによっては転舵されないよう
にし、代りに油圧回路のリリーフバルブ２２を閉じて油
圧シリンダ１８を作動させ、これにより後輪１５．１５
をトーイン状態に転舵する（第５図（ａｌ〜（ｃ＋参照
）。そしてステアリングハンドル１の舵角が微少角度０
１以上になると、後輪操舵装置本体１１が原位置に復帰
するとともに、左右後輪１５．１５は前輪５．５と同位
相に転舵される。さらにステアリングハンドル１の舵角
が角度θ２に達し、かつ車速か所定速度以下であれば、
電子制御装置２１は左右後輪１５．１５が前輪５．５に
対して逆位相に転舵されるようにモータＭを制御してい
る。

第７図ｆａ）は車速か所定速度以上のときのステアリン
グハンドル１の舵角に対する後輪１５．１５の実舵角を
示し、左右後輪１５．１５の前輪に対する同位相転舵の
初期に、左右後輪１５．１５が一旦トーイン状態に転舵
されることを示している。

但し、第７図ｆａ）の場合は、同位相転舵の初期におい
てトーイン状態から２ＷＳ状態を経て同位相転舵に移行
するため、若干の挙動変化は免れない。

そこで、第７図（ｂｌに示すように、旋回外輪は、トー
イン状態から一旦中立位置に戻すことなくそのまま同位
相転舵に移行させ、旋回内輪を逆位相から同位相に移行
するＬｍ！で転舵して、旋回初期の所定時間ｔの間、左
右後輪１５．１５が互いにトーイン状態になるように制
御するのが好ましい。

この場合、第１図〜第６図の構成では、油圧シリンダ１
８の作動と並行してモータＭを作動させる必要があるが
、このように、後輪１５．１５を制御することで、トー
イン制御から同位相制御に速やかに移向できる。すなわ
ち、旋回内輪を荷重移動で変化させても、挙動変化が小
さいため、これにより口頭性と安定性の両立を図ること
ができる。

この効果は、旋回内輪は中立位置のまま旋回外輪のみを
トーイン状態にする制御においても得られるものである
。

また、このような同位相転舵の初期における後輪のトー
イン制御は、第７図（Ｃ１に示すように車速感応型とし
てもよい、この場合、車速か増大すれば、同じヨーレー
トを発生する時間は短かくなるため、第７図ＦＣ＋では
、トーイン制御の時間ｔを車速の上昇に伴って短かくし
ている。さらに、時速９０ｋｍ以上の高車速では、ヨー
イングを必要とする車速でないため、また、急激に変化
する挙動変化には乗員が追従できない等の理由から、比
例制御を行なっている。

次に第８図は本発明による後輪操舵装置の第２の実施例
における操舵系のシステム図を示す０本実施例における
後輪操舵装置本体１１は第６図のものと同様にモータＭ
によって左右後輪１５．１５が互いに同方向に転舵され
るようになっているが、後輪操舵装置本体１１は枢動可
能になっておらず、代りに、左右後輪１５．１５の双方
または何れか一方をトーイン状態に転舵するためのリン
ク機構５５Ｌ、５５Ｒと油圧シリンダ４５Ｌ、４５Ｒと
を備えている。そして電子制御装置２１からの電気信号
によって油圧シリンダ４５Ｌ、４５Ｒをそれぞれ作動す
るための２位置切換弁４６Ｌ、４６Ｒと、オイルポンプ
４７およびリザーバ４８が設けられている。上記油圧シ
リンダ４５Ｌ、４５Ｒは、そのピストン４９が車体に係
止されており、油圧が供給されていない場合、スプリン
グ５０およびストッパ５１によって左右後輪１５．１５
を非転舵位置に保持しているが、２位置切換弁４６Ｌ、
４６Ｒが作動されると、油圧シリンダ４５Ｌ１４５Ｒに
油圧が与えられることにより、油圧シリンダ４５Ｌ、４
５Ｒがスプリング５０のばね力に抗して移動するため、
後輪１５がトーイン方向に転舵されるように構成されて
いる。このような構成により、本実施例においても、車
速か所定速度以上でかつステアリングハンドル１の舵角
が角度０１以内の小舵角範囲にあるとき、２位置切換弁
４６Ｌ、４６Ｒの双方に電子制御装置２１から電気信号
が入力されて油圧シリンダ４５１．４５Ｒが作動され、
左右後輪１５．１５をトーイン状態に転舵することがで
きるが、さらに本実施例によれば、左右後輪１５．１５
のうち、いずれか一方のみをトーイン状態に転舵するこ
とも可能になる。

また、車速か所定速度以下であり、かつステアリングハ
ンドル１の舵角が所定角度０２以上のときには、モータ
Ｍの作動によって左右後輪１５．１５は逆位相に転舵さ
れ、これにより小回り性の向上を図ることができる。

なお、本実施例においても、油圧シリンダ４５Ｌ、４５
Ｒの構成を変更することによって、左右後輪１５．１５
の双方または何れか一方をトーアウト状態に転舵するよ
うに構成することもできる。

以上の説明で、本発明による後輪操舵装置の実施例の構
成およびその動作が明らかとなったが、第９図は、本発
明の後輪操舵装置において左右後輪の同位相転舵の初期
における後輪の転舵状態を一括して示したものである。

第９図において、■は左右後輪双方のトーイン転舵、■
は旋回外輪のみのトーイン転舵、■は旋回外輪のみのト
ーアウト転舵、■は旋回内輪のみのトーアウト転舵、■
は左右後輪双方のトーアウト転舵を示す。また■は後転
が転舵されないＺＷＳ車、■は同位相転舵、■は逆位相
転舵をそれぞれ示す。

第１０図は第９図Φ〜■の各場合の安定性および回顧性
を示したものである。この第１０図から明らかなように
、本発明によれば、ＡＷＳ車における同位相転舵の初期
における回顧性の向上を図りつつ、車両の急激な挙動変
化を防止して走行安定性を確保することができる利点が
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例による後輪操舵装置を備
えた４輪操舵装置全体の概略的斜視図、第２図はその後
輪操舵装置の要部の平面図、第３図は同側面図、第４図
ｆａｔ〜（Ｃ）および第５図＋ａｌ〜（Ｃ１は動作説明
図、第６図は操舵系のシステム図、第７図（８１〜（Ｃ
１は制御特性図、第８図は本発明の第２の実施例の操舵
系のシステム図、第９図は後輪操舵状態を示す説明図、
第１０図は第９図の各場合における回頭性と安定性を示
す説明図である。 １−ステアリングホイール ４、−・タイロｙド　　　　５−前輪 １１−・−後輪操舵装置本体 １３−後輪操舵ロッド　　１５−後輪 １８・−油圧シリンダ ２０−・−ピストンロッド　　２１−電子制御装置４５
Ｌ、４５Ｒ−・油圧シリンダ ４６Ｌ、４６　Ｒ，−２位置切換弁 ５５Ｌ、５５　Ｒ−リンク機構 Ｍ−−モータ　　　　Ｂ　−ブレーキ機構Ｅ−−−エン
コーダ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、前輪の操舵に応じて左右後輪を前輪に対し少なくと
   も同位相に転舵しうる後輪操舵装置を備えた車両におい
   て、 左右後輪の上記同位相転舵の初期に、上記左右後輪を互
   いに反対方向に転舵するようにしたことを特徴とする車
   両の後輪操舵装置。 ２、前輪の操舵に応じて左右後輪を上記前輪に対し少な
   くとも同位相に転舵しうる後輪操舵装置を備えた車両に
   おいて、 左右後輪の上記同位相転舵の初期に、上記左右後輪のう
   ちのいずれか一方のみを前輪に対して同位相または逆位
   相に転舵するようにしたことを特徴とする車両の後輪操
   舵装置。